4.9.1 视频通信接口

视频设备的常用互联接口有：DVI数字视频接口、HDMI高清数字视频接口和VGA（Video Graphics Array）模拟视频接口。HDMI接口还可以同时传输数字视频和音频信号。

1.DVI数字视频接口

1999年由英特尔、康柏、IBM、惠普、NEC、富士通等8个公司共同组成数字显示工作组，推出了DVI（Digital Visual Interface）数字视频接口标准。

（1）DVI工作原理：DVI将R（红）、G（绿）、B（蓝）三基色数字信号与H（行）、V（帧）信号进行组合编码，每个像素点按10bit的数字编码方式进行并行→串行转换，把编码后的R、G、B数据与像素时钟等4个信号进行串行传输，每路数据的速率为原像素点时钟的10倍。

为达到高清晰度显示要求，图像扫描采用1080i@60Hz格式（即隔行扫描，行频33.75kHz，场频60Hz，像素频率74.25MHz）。

实际应用中为减少行频变换，所有的视频输入格式（如480p、576p、720p等）通过格式变换为1080i@60Hz格式输出。

DVI电缆的最大长度：理论值是30m，但是根据一般线缆的质量，超过13m图像就会有明显的影响。

（2）DVI接口标准：DVI接口有3种类型、5种规格：3种类型包括：DVI-Analog（即DVI-A）、DVI-Digital（即DVI-D）、DVI-Integrated（即DVI-I），如图4-21所示。

1）DVI-A接口：是一种模拟传输标准，和VGA没有本质区别，性能也不高，因此事实上已经被废弃了。

2）DVI-D接口：是一种纯数字传输标准，只能传输数字视频信号，不兼容模拟信号。接口上有3行8列共24个针脚，其中右边的一个为空针脚。

3）DVI-I接口：是一种数字+模拟传输标准，可同时兼容模拟和数字信号，具有24个数字插针+5个模拟插针的插孔（就是右边那个四针孔和一个十字花槽）。

兼容模拟信号并不意味着模拟信号的VGA（D-Sub）接口可以直接连接到DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

DVI-I的插口可以插入DVI-I和DVI-D的接头线，而DVI-D的插口只能连接DVI-D的纯数字线。

2.HDMI高清多媒体接口

HDMI（High-Definition Multimedia Interface）高清多媒体接口源于DVI接口技术，以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心。2002年12月公布HDMI 1.0版，目前的最高版本是HDMI 1.3，完全兼容DVI接口标准。

HDMI可以提供很高的带宽，无损传输数字视频和音频信号，也就是说一根线缆可以实现视频、音频同步传输。

HDMI数据线的最长传输距离是在15m以内，超过30m的线缆信号丢失严重，画面显示效果极差。

HDMI数据线和接收器包括3个不同的TMDS数据信息通道和一个时钟通道，支持视频数据、音频数据和附加信息通过3个通道传送到接收器。3个TMDS通道传输R/G/B或者Y/Cb/Cr格式编码的24bit像素视频数据，最高带宽可以达到4.95Gbit/s，现在最高规格的高清视频格式1080p所需的带宽仅仅为2.2Gbit/s，

HDMI已经广泛应用于各种数码产品上，不管是平板电视、高清播放机，还是投影机、数码摄像机、液晶显示器，以及蓝光DVD和HD DVD，都少不了HDMI数字信号接口的身影。

（1）HDMI的音视频带宽。HDMI支持多种方式的视频编码，通过对3个TMDS数据信息通道的合理分配，既可以传输R/G/B（红/绿/蓝）三基色的4∶4∶4信号，也可以传输YCbCr数字色差分量的4∶2∶2信号，最高可满足24bit视频信号的传输需要。

HDMI在协议中加入了对音频信号传输的支持，形成了单线缆多媒体接口协议。数字音频信号不占用额外的通道，采用和其他辅助信息一起组成数据包，利用3个TMDS通道在视频信号传输的消隐期，以岛屿数据的形式传送。

HDMI可以提供2～8路，每路采样频率192kHz的高质量数字音频信号，比44.1kHz的双声道的CD音频制式和96kHz的6声道DVD-Audio音频格式信号更上了一个台阶。

HDTV图像的最高清晰度标准是1080p，分辨率为1920×1080像素，若每秒传输60帧图像，那么最终的像素数据率为124.4MHz。由此看来HDMI接口完全可以满足当今的消费电子产品的各项应用。HDMI也支持双接口并联模式，那样可以提供惊人的330MHz传输带宽。

（2）HDMI接口标准。HDMI接口可以分为Type A、Type B、Type C三种类型。使用5V低电压驱动，阻抗都是100Ω，如图4-22所示。

1）A型接口：有19个引脚，可以传输165MHz的像素信息，普及率最高。

2）B型接口：有29个引脚，可以传输高达330MHz的像素信息。可以提供TMDS双传输通道和DVI双通道连接。

3）C型接口：和A型接口性能一致，但是体积更小，更加适合紧凑型便携设备使用。

这三种HDMI接口没有完全兼容，也就是说A型头不能通过转接设备连接到B型头，B型头也不能转接成C型头，不过由于A型头和C型头仅仅是物理尺寸上不一样，它们之间可以通过转换设备实现兼容。

视频设备上的DVI和HDMI接口可以直接进行数字传输，传输通道可以达到5Gbit/s，远远大于VGA信道的带宽，可以很完美地传输1080p的高清视频信号，在传输过程中没有数据损耗，图像质量十分完美。

3.VGA模拟视频信号接口

VGA（Video Graphics Array）接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，大多数显卡都带有此种接口。

VGA模拟视频信号由R、G、B三基色信号和行、场同步信号组成，这5路信号需同时传输。因此要求各通道的性能必须保持一致。

VGA接口不仅被广泛应用于计算机，在投影机、影碟机、TV等视频设备中也有很多都标配此接口。很多投影机上还有VGA输出接口，用于视频的转接输出。

VGA成品线缆长度有1.5m、2m、3m、5m、10m、15m等几种规格，传输距离超过15m时，VGA信号质量会严重下降。

VGA接口标准：是一种D型接口，外形像字母“D”，共有15针脚，分成3排，每排5个。视频输出接口为15针母插座，视频输入连线端的接口为15针公插头，如图4-23所示。

VGA接口在给数字显示器（LCD、DLP、PDP等）传输信号时，由于VGA是模拟接口，先要将数字电视信号转换成模拟信号（D/A转换）后再进行传输，到了显示器那边还要将模拟信号再转换为数字信号后送给显示屏，在数字→模拟→数字的转换过程中，信号损失较大（一次A/D或D/A转换过程将在频谱上损失6dB），并且会存在诸如拖尾、模糊、重影等传输问题。因此VGA的传输方式会损失画面上的某些细节部分。